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MC Simulation / Geant4 using KISTI-5 Supercomputer

• Kihyeon Cho

Monte-Carlo Simulation for Hadrontherapy 입자치료는 기존의 X-ray나 감마선을 이용한 방사선 치료로 치료하기 힘든 암을 치료하는데 높은 효과가 기대되는 치료 법중 하나이다. 특히 기존의 치료법 대비 정상조직에 대한 피해가 적은 것은 입자치료의 장점중 하나로 꼽히고 있다. 이러 한 효과는 진행경로의 끝부분에서 대부분의 에너지를 입는 현상인 Bragg peak 효과 때문이다. 그렇기에 정상조직에 대한 낮은 피해는 방사선에 치명적이거나 환자의 삶의 질(Quality of Life)을 높일 수 있는 수단이 되는 것이다. 이러한 입자치 료는 정밀한 선량 전달이 가능한 반면에 불확실성(uncertainty)의 영향을 크게 받는다. 방사선의 stopping power 를 제대 로 계산하지 못하는 경우 기존의 방사선 치료는 적은 양의 선량 변화만을 경험하게 되지만 입자치료는 치료 효과가 크게 반감될수도 있다. 이러한 불확실성을 최소화 하기 위한 다양한 연구들이 수행되고 있으며 그중 Monte-Carlo (MC) 등이 용한 사진 선량 계산 역시 이러한 불확실성을 줄이는데 큰 도움이 되고 있다. 입자치료에는 다양한 MC 물들이 존재한다. 그중 유명한 물은 GEANT-4 와 FLUKA이다. GEANT-4는 일종의 물리 시뮬레이션 라이브러리로써 다양한 의학물리 분야 에 활용이 되고 있다. 대표적으로 TOPAS와 GATE 시뮬레이션이 잘 알려져 있다. TOPAS는 GEANT-4 기반의 양성자 치 료용 MC 물이며 GATE는 Positron Emission Tomography (PET) 시뮬레이션 물이다. FLUKA는 유럽의 강입자치료 (Hadrontherapy) 치료 센터들에서 사용되고 있는 MC 물이다. GEANT-4와 FLUKA는 사용자 접근에 있어서 방향성이 다 르기 때문에 활용 방법에서도 그 차이를 보일 수 밖에 없다. GEANT-4는 물리 라이브러리로써의 기능이 강하기 때문에 사 용자가 자신의 환경에 맞추어 이용 할 수 있는 유연성을 가지고 있는 반면에 현실적인 문제를 풀기 위한 일관성은 부족함 수밖에 없다. FLUKA는 stand alone 프로그램이기에 그 유연성은 GEANT-4에 미치지 못하지만 일관적인 결과를 보여줘 야 할 경우에 강점을 보여준다. 두 MC 시스템 모두 입자치료에서 중요한 역할을 하고 있으며 각자가 갖는 장단점으로 인 해서 상보적인 역할을 할 수 있으리라 기대된다.

Belle II software with Geant4

• Doris Kim

Application of GEANT4-based Monte Carlo simulations in Medical Physics

• Chankyu Kim

Basic: C++ Development Enviroment (Editor, Bash, CMake, Make, C++, CL)

• Garam Hahn

Start the virtual machine, check environment variable Edit a text file Copy a Geant4 example to his/her local working directory and cmake/make/run it https://www.slac.stanford.edu/xorg/geant4/KISTI2019/HandsOn1/

Geant4 Installation, User Code Creation and Mixing with Third Party Library

• Garam Hahn
• Se Byeong Lee

Korean Geant4 Collaboration Meeting (internal)